流體模擬中的加速與控制方法研究.pdf

1、基于物理的流體模擬一直是計算機圖形學(xué)中的難點問題,其原因是流體運動的方程比較復(fù)雜,求解較為耗時。此外,對流體形狀的控制仍然是圖形學(xué)中的難點。針對上述問題,本文對基于物理的流體模擬中的加速及控制方法進(jìn)行了研究。
　　本文提出了一種基于網(wǎng)格映射的煙霧場景的加速模擬方法。首先,在粗分辨率網(wǎng)格中求解流體方程,得到流體的質(zhì)量密度數(shù)據(jù);將質(zhì)量密度數(shù)據(jù)映射到精網(wǎng)格中,并進(jìn)行繪制;把精網(wǎng)格中的數(shù)據(jù)映射到粗網(wǎng)格中。通過分析得出這種方法比較穩(wěn)定,并且

2、相對于在精網(wǎng)格中求解流體方程,計算量較小。在保證流體連續(xù)性的同時,還可以保持煙霧的細(xì)節(jié)。
　　此外,本文還提出了一種在二維流體動畫中,對流體局部特征進(jìn)行控制的方法,能夠使流體的局部在運動過程中產(chǎn)生動畫師指定的目標(biāo)形狀。首先,在整個場景中尋找需要產(chǎn)生特定特征的局部區(qū)域,然后計算流體的運動方程,對上一步中找到的局部區(qū)域單獨增加控制力使其運動趨向于目標(biāo)場;再使增加外力后的局部區(qū)域的速度場與全局區(qū)域中對應(yīng)位置的速度場混合;最后,用上一步中